水利工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

申自富

（安徽水利開發(fā)有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 引言

鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用受到地質(zhì)條件的影響較小，操作也比較簡單，對(duì)于周圍環(huán)境的污染與破壞也在可控范圍內(nèi)，符合我國綠色環(huán)保的施工要求。為了提升鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，工作人員要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，做好質(zhì)量與安全管控，為我國水利事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 提高土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

水利工程施工中，保持土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的三大要素是抗裂性強(qiáng)、密實(shí)度高和滲透性好，但是由于施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況的差別，對(duì)應(yīng)的壓漿壓力也不一樣，很多施工方法無法有效保證壓力調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性[1]。但是鉆孔灌注樁施工技術(shù)能夠有效彌補(bǔ)比不足，充分借助灌注樁的特點(diǎn)，提高地基的穩(wěn)定性，降低外界因素對(duì)施工造成的影響，保證土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 噪聲較少

鉆孔灌注樁的施工一般都是在地下進(jìn)行的，在整個(gè)施工期間只有鉆孔工序會(huì)產(chǎn)生一些噪聲，但是由于鉆孔的時(shí)間相對(duì)比較短，對(duì)于周圍環(huán)境的干擾度極低，尤其是與沉入樁的錘擊法相比較，更是在噪聲方面具有極大的優(yōu)勢(shì)。不僅如此，該技術(shù)在施工期間還能降低噪聲對(duì)施工人員的影響，并且符合我國綠色環(huán)保的施工原則，從而提升承建單位的市場(chǎng)競爭力。

2.3 節(jié)約施工成本

鉆孔灌注樁施工主要以機(jī)械化作業(yè)為主，其中，鋼筋籠和混凝土材料都可以進(jìn)行集中加工與配送，作業(yè)十分簡單方便，因此，與其他技術(shù)相比能夠縮短施工工期，節(jié)約成本，而且安全系數(shù)也非常高[2]。另外，該技術(shù)的應(yīng)用適用性比較強(qiáng)，適合多種地基。

3 工程概況

臺(tái)州市椒江區(qū)洪家場(chǎng)浦排澇調(diào)蓄工程為臺(tái)州市防洪治理的新增工程，等級(jí)為Ⅱ級(jí)，工程中涉及的建筑物和堤防等級(jí)也均為2 級(jí)。地勘報(bào)告顯示當(dāng)?shù)氐牡卣饎?dòng)峰值加速度為0.1g，地震烈度為Ⅷ度，所以，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)施工方案時(shí)，要提前考慮相關(guān)預(yù)防與處理工作。不僅如此，本工程中還有一段施工范圍是七干河干流，主要施工內(nèi)容有平整土方、格賓石籠工程以及C30 鋼筋混凝土擋土墻等。

4 工程施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 準(zhǔn)備工作

在正式開始施工之前，工作人員首先要按照設(shè)計(jì)方案的要求和樁點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)測(cè)量出樁位的信息，并在樁中心設(shè)置交叉十字線，通過使用水平儀移動(dòng)高程，使其抵達(dá)樁的位置，并做好標(biāo)記，以便于后續(xù)進(jìn)行復(fù)測(cè)。在標(biāo)記過程中，施工人員要合理選擇標(biāo)記方法并做好記錄，以免后續(xù)出現(xiàn)混亂，影響工作質(zhì)量和效率。其次，是埋設(shè)護(hù)筒，本工程采取的是挖孔埋設(shè)法，當(dāng)施工人員挖到地下1.5 m 的位置后再進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。使用的護(hù)筒材料是厚度為5 mm 的鋼板，在埋設(shè)期間要注意控制樁位中心和護(hù)筒中心之間的偏差，將其控制在20 mm 以內(nèi)，保持垂直狀態(tài)。最后，是制備泥漿，泥漿在鉆孔灌注樁施工中起到的作用非常大，如清孔、排渣等，因此，施工人員務(wù)必要保證泥漿的質(zhì)量。在配備過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行操作，在后續(xù)鉆進(jìn)施工中要做到根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)漿，務(wù)必要保證泥漿滿足指標(biāo)要求。

4.2 鉆孔清孔

初鉆施工時(shí)，最需要注意的就是施工速度與力度，特別是護(hù)筒刃腳位置的鉆進(jìn)速度，務(wù)必保證其能形成十分堅(jiān)固的護(hù)壁。當(dāng)鉆到刃腳1 m 以下之后，按照正常速度進(jìn)行施工即可。如果鉆孔時(shí)地基為砂性土，則要避免出現(xiàn)踏空問題，此時(shí)可以選擇使用平底鉆錐，通過控制尺寸和速度來保證成孔質(zhì)量。在正常進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，還需要注意孔的垂直度，通過檢驗(yàn)鉆渣樣品明確地質(zhì)類型，并判斷施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案是否一致，爭取第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題并立即進(jìn)行處理。當(dāng)技術(shù)人員檢查施工質(zhì)量后，要開展清孔操作，為灌注樁施工奠定基礎(chǔ)。本工程采取的清孔措施主要是利用泥漿循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)鉆透處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)完成清孔施工[3]。當(dāng)泥漿比重符合相關(guān)要求后，則要停止清孔操作。本工程對(duì)于鉆孔清孔的質(zhì)量要求如表1 所示，當(dāng)施工人員確認(rèn)其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，才可以開展后續(xù)施工。

表1 鉆孔清孔的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

4.3 安裝鋼筋籠和導(dǎo)管

當(dāng)完成鉆孔清孔之后，要開始進(jìn)行導(dǎo)管和鋼筋籠的制作與安裝，在此過程中，需要注意以下4 點(diǎn)。

1）為了保證施工質(zhì)量和效率，要在現(xiàn)場(chǎng)完成鋼筋籠的制作。首先要保證尺寸與設(shè)計(jì)方案完全一致，特別是主筋的長度，一定要控制在合理范圍內(nèi)，并完成位置標(biāo)記等操作。當(dāng)鋼筋扶正之后，施工人員再逐一對(duì)其進(jìn)行焊接，完成骨架制作，使其能夠更好地發(fā)揮自身的作用。

2）對(duì)于較長鋼筋籠的制作，施工人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行分段處理，在實(shí)際操作期間務(wù)必確保上段和下段位置的順直程度，并在完成孔位焊接工作之后，通過旋轉(zhuǎn)方式將鋼筋籠移動(dòng)到指定位置，并將其固定，以免出現(xiàn)鋼筋籠被拔出等問題。

3）在安裝鋼筋籠時(shí)容易出現(xiàn)變形，為了保證其質(zhì)量，施工人員要每隔3 m 左右設(shè)置一個(gè)臨時(shí)支撐架，起到固定作用。另外，還要對(duì)骨架進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)記，將其檢驗(yàn)狀態(tài)和產(chǎn)地等內(nèi)容都記錄清楚，以便于后續(xù)檢查。

4）鋼筋骨架的起吊可以通過使用扁擔(dān)梁完成操作，在吊放第一節(jié)骨架時(shí)，要先把第一節(jié)臨時(shí)支架拆掉，將型鋼穿過鉆機(jī)，從而增加骨架的承載力，同時(shí)還能保證骨架垂直度和型鋼水平度都符合施工要求。在吊放第二節(jié)骨架時(shí)，施工人員要注意將其和第一節(jié)對(duì)準(zhǔn)，確認(rèn)沒有任何問題后才能開始焊接施工，完成螺旋筋施工后，再放入骨架。放入骨架期間要注意控制速度，按照深度對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)整，并保證其垂直程度。所有鋼筋全部完成吊放施工后，都要進(jìn)行拍照留檔，以便于后續(xù)進(jìn)行檢查和確認(rèn)。拍照時(shí)要讓施工人員舉牌子站在鋼筋籠旁邊，確定全部都能被拍到。與此同時(shí)，施工人員還要注意當(dāng)完成最上面的鋼筋籠頂面施工后，要使用加強(qiáng)箍筋對(duì)其進(jìn)行加固，以免后期出現(xiàn)變形，還能保證安裝位置更加精準(zhǔn)。當(dāng)鋼筋骨架被放到指定位置后，就要立即對(duì)其頂端進(jìn)行加固，以免在后期灌注期間出現(xiàn)鋼筋籠上浮或偏移[4]。

4.4 配置混凝土

配置混凝土?xí)r，首先要注意減水劑的使用，本工程使用MF 復(fù)合劑作為灌注樁混凝土中的減水劑，不僅能夠保證混凝土的性能滿足施工要求，還能提高混凝土的抗凍性。其次，要注意泥漿的侵蝕作用，因此在設(shè)計(jì)配合比時(shí)，與設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)相比，強(qiáng)度配合比要高出其50%，強(qiáng)度離差系數(shù)為0.2，根據(jù)配置強(qiáng)度和設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)間的比例關(guān)系能夠得出RP/R=1.5，其中RP表示混凝土強(qiáng)度，R表示設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。最后，是材質(zhì)的選擇。為了改善混凝土的性能，還需要合理添加處理劑，也可以根據(jù)工程的實(shí)際情況增加材料的含砂率，通常情況下參數(shù)設(shè)置：細(xì)度模數(shù)2.89、吸水率2%和含砂率50%。

4.5 混凝土灌注

進(jìn)行混凝土水下灌注時(shí)，要根據(jù)具體的灌注數(shù)量和樁長等信息確定導(dǎo)管直徑，以及根據(jù)強(qiáng)度和剛度確定導(dǎo)管壁厚。在安裝導(dǎo)管時(shí)務(wù)必注意對(duì)垂直度的控制，為后續(xù)施工任務(wù)的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。正式開始灌注之前，施工人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和拌和站的實(shí)際情況進(jìn)行仔細(xì)檢查，將灌注時(shí)間控制在首批混凝土初凝之前，并仔細(xì)測(cè)量孔底沉積厚度。當(dāng)施工人員發(fā)現(xiàn)沉積厚度不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，要立即使用高壓射風(fēng)方法來控制厚度[5]。

本工程中采取的是直升導(dǎo)管灌注技術(shù)，在此過程中要注意保證導(dǎo)管與孔底之間的距離，一般情況下0.4 m 左右為最佳，還可以借助起重機(jī)來完成導(dǎo)管提升施工。在進(jìn)行混凝土灌注施工時(shí)，為了避免漏斗頂部滲出混合物，則要仔細(xì)檢查管內(nèi)混凝土下降的具體情況，做好孔內(nèi)高度的檢查，并將數(shù)據(jù)作為后期導(dǎo)管拆除的重要依據(jù)，確保導(dǎo)管的埋深與設(shè)計(jì)要求一致。當(dāng)澆筑工作逐漸趨于完成時(shí)，會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)管中混凝土下降緩慢的現(xiàn)象，外部泥漿的密度會(huì)不斷加大，隨時(shí)可能出現(xiàn)超壓下降問題。此時(shí)要合理提升漏斗高度，最大限度地保證后續(xù)操作的順利完成。當(dāng)在落實(shí)最后一節(jié)導(dǎo)管拔出操作時(shí)，要科學(xué)控制拔出速度，以免沉淀的濃泥變成了泥水。灌注樁施工完成之后，要保證其水平度與垂直度的允許誤差符合表2 規(guī)定，如果發(fā)現(xiàn)存在異常問題，要立即進(jìn)行處理。

表2 灌注樁平面和垂直度的允許偏差規(guī)定

4.6 樁基檢測(cè)

樁基檢測(cè)技術(shù)主要有低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)、超聲波檢測(cè)技術(shù)和混凝土抗壓強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)3 種。

首先，是低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)。它是通過在樁體頂部的位置施加激振信號(hào)，在整個(gè)樁體頂部產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波不斷向下傳播，一旦遇到底面或者不連續(xù)界面就會(huì)產(chǎn)生反射和波，此時(shí)工作人員可以根據(jù)波的特點(diǎn)確定樁體質(zhì)量，從而完成檢測(cè)工作。

其次，是超聲波檢測(cè)方法。該技術(shù)的應(yīng)用要在灌注施工之前就做好準(zhǔn)備工作，將3 根檢測(cè)管和鋼筋籠焊接在一起然后放入底部，完成澆筑施工后的一段時(shí)間，再將專用的檢測(cè)設(shè)備放入檢測(cè)管中，然后進(jìn)行超聲波檢測(cè)，從而判斷樁基的完整程度是否符合施工要求。

最后，是抗壓強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用是根據(jù)試件經(jīng)過養(yǎng)護(hù)之后標(biāo)準(zhǔn)作為判斷依據(jù)。工作人員要用6 個(gè)試件組成1個(gè)構(gòu)件，一共要準(zhǔn)備3 個(gè)構(gòu)件，其中2 個(gè)構(gòu)件進(jìn)行28 d 的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，1 個(gè)構(gòu)件進(jìn)行7 d 的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，最終將兩組進(jìn)行對(duì)比檢測(cè)。在此過程中，為了保證檢測(cè)結(jié)果的有效性，施工人員要保證3 組的養(yǎng)護(hù)條件一致，并由專門的工作人員進(jìn)行檢查，確保試件的完整性。完成試驗(yàn)工作之后，要根據(jù)強(qiáng)度報(bào)告判斷混凝土強(qiáng)度是否符合要求。

5 結(jié)語

我國水利工程越來越多，施工規(guī)模也越來越大，因此，對(duì)施工技術(shù)也有了更高的要求。鉆孔灌注樁施工技術(shù)是水利工程中非常重要的施工技術(shù)之一，隨著科技水平的提高，相關(guān)人員應(yīng)不斷深入研究鉆孔灌注樁施工技術(shù)，爭取與時(shí)俱進(jìn)，促進(jìn)我國水利工程的穩(wěn)步發(fā)展。